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        我國管樁生產企業需完善與提高的幾個方面

        2018-09-13 16:28:57

        截止到現在我國已有管樁生產廠家達到700余家,管樁的銷售產值超過400億元人民幣,對我國城鄉建設事業的發展發揮了非常積極的作用,技術經濟效益十分顯著。但是各個管樁企業的發展很不平衡,無論是企業的規模、 產品結構、產品質量,還是企業的內部管理、經濟效益都有極大的差距。

        管樁單條生產線從90年代初期的年產10?20萬米發展到100?200萬米的規模,占地面積、操作工人、單機設備等并沒有增加很多,生產產量卻以近乎10倍的速度提升,工人勞動強度隨著也成倍增加,導致工傷安全事故頻發、工人流失嚴重。隨著用工環境的改變,勞動力不足是我國從前些年已經開始面臨的大問題,尤其是管樁廠相對勞動較大的企業,工人將是越來越難招。80后尤其90后年輕人很少愿意從事管樁行業一線生產工作的,即使提髙勞動報酬也還是改變不了行業勞動力短缺的現狀。因此行業要生存扣發展,其根本出路就在于如何改變現在的生產模式,建設自動化的管樁生產線,提高機械裝備水平,以改善勞動條件和降低勞動強度、提高安全生產能力,減少用工。

        但到目前為止我國還沒開發出像日本、韓國一樣自動化程度髙、機械性能可靠的管樁機械裝備,如果完全依賴進口,其投資成本髙、維護成本髙、投資回收期長,對操作人員的技術要求也髙;我國管樁的壁厚相比日韓要厚, 布料工序國外的設備也不適用;這樣會造成進口自動線與傳統生產線比較就沒有市場競爭優勢。因此成套進口生產線目前也不適合國情。唯有大力研制國產自動化設備,組建既投資經濟又安全輕松的管樁生產線。

        一、工藝布置

        管樁廠工藝布置是否合理,對生產安全、效率和勞動強度等多方面的影響都非常大,直接影響企業的得失成敗。 管樁廠總的生產工藝可概括為三大類:即臺座法、流水傳送法、機組流水法。臺座法總體產量低,產品質量保證度小,工廠化生產很少釆用。流水傳送法基本實現全自動化,前期投入相當大,國內目前還沒有成功應用的。國內主要釆用機組流水法,機組流水法又有縱向工藝和橫向工藝??v向工藝安全性高,但效率低,大直徑且樁長的管樁生產采用,廣東省年代初也曾有少數幾家釆用此種生產線。目前常用規格管樁生產工藝線普遍采用橫向工藝,按照成型車間的布置現有雙跨或多跨循環生產工藝和單跨直線工藝,兩者投資和占地面積相差無幾,但前者相對合理安全,后者存在頻繁交叉作業和倒流水現象,安全隱患大,缺乏科學合理性,建議對直線式生產工藝實施技術改造。

        工藝流程設計應遵循以下原則:工藝流暢、簡潔,減少運輸或交叉作業;工序節拍銜接緊湊相互平衡;設備選型可靠合理;物流方向最佳,減少等待時間,使其與整個工藝流水合拍;裝備定位最佳,有利于效率和安全管理。

        二、布料工藝

        管樁布料工序勞動強度大,由于國家標準規定管樁壁厚比日本韓國都大、即為厚壁樁,布料混凝土堆積高,鏟料較費人力,制約生產效率的提高。建議適當調整國標中管樁的規定壁厚,以實現管樁布料時砼料堆積不超高不易跌落模外,鏟料工作量減少,合模輕松省力,效率自然提髙。這是最經濟適宜的辦法,還有利于提髙產品質量, 保護模具,降低管模螺絲等消耗,只是樁身承載力適當降低一點也不會影響設計施工使用。

        國內已有部分廠家引進或開發布料工藝自動化機械裝備,布料人員8?10人減少到2人即可完成,輕松安全,其方式有兩種。

        一種方式是泵送混凝土布料,采用世界先進技術,投資適宜,使用成本不高。為了滿足泵送要求混凝土坍落度大且流動性好,還要保證強度,混凝土配合比膠凝材料和減水劑用量相對較高,增加水泥用量約10%,綜合成本上升了1%;其次泵送設備維護保養成本會有所提高。

        另一種方式是裝籠合好模采用傾斜低速離心布料的方式,管樁模具在專用離心裝置上慢速轉動、砼料采用螺旋機從拉尾緩緩注入,然后反向傾斜反轉幾分種即完成布料。這種布料試生產的速度效率低,投資造價與維護費也高,產品質量不易保證,目前只有個別廠在試應用。

        三、合模與裝拆模

        合模與裝拆模是管樁生產勞動強度最大、勞動力最密集的工序,過去合模裝配和拆模工藝都須彎腰操作,張拉錨固板粗大笨重需要人工搬抬,起吊運行又頻繁在上空經過,如不避讓則直接越過人頭,存在嚴重安全隱患。合模與裝拆模工序是降低勞動強度、減少人力的重點崗位。

        對于雙跨循環生產線,采用管模放置平車上、使用鏈條傳輸勻速前行,風動扳手懸掛于兩跨間吊車梁下不需要人力直接提,合模、拆模時操作者可以在平車兩側固定位置站立或坐著松緊管模螺絲,安全、輕松省力。

        另有廠家采用多跨大循環生產線更為合理,其特點是將生產線布料合模區、裝拆模區各工序分別通過橫跨幾個廠房的輸送鏈條實現工序串聯減少起重吊車的起吊次數及其之間和其與地面人員之間的配合。避免起吊重物跨越人頭,更為安全可靠,效率也高。很少跨越立體交叉作業,工序流向單向無往返許多工序崗位可以“只需顧前不必顧后,只需顧下不需顧上”。

        張拉錨固板釆用新型卡箍式接樁器,拆模時支頂板、張拉螺桿、張拉板都留在管模內不需拆裝,尾端錨固板可采用懸掛式吊于空中適當高度,將安裝鋼籠操作的高度定位于操作人員站立時適合用力的髙度,配以開發自動合模與拆模機,這樣勞動強度顯著降低,安全性提高,生產效率也得到提升。

        四、蒸養自動化控制

        傳統的常蒸壓汽養護工藝靠人工操作來供汽,控制各階段的養護溫度和時間,由于人為操作的疏忽大意或責任心不強,可能無法真正貫徹養護制度,造成管樁質量問題,浪費蒸汽。

        釆用蒸汽養護自動控制系統能準確地執行管樁生產中的養護制度,蓋好池蓋后只要一鍵按鈕即可按照所定的工藝制度實現全裎自動蒸汽養護,安全、節能、省心省力、質量保證。

        目前常蒸壓汽養護大多在蒸養池底安裝蒸汽花管供汽,經常被鋼模壓壞,且由于蒸汽本身特點都是往上跑,供汽養護效果差,質量不保證。上世紀80年代大力推廣的“熱介質定向循環”蒸養工藝,在蒸養池兩端安裝專用蒸汽噴嘴,藏于池壁砼內、經久耐用,使蒸汽在池內上下層之間不斷往復動態循環,達到整個空間蒸汽溫度均勻的效果,既可靠又保證產品質量。

        五、起重自動吊鉤

        天車起吊需要人員掛鉤,安全事故頻發,據統計管樁廠工傷事故的三分之一以上都與人工掛鉤有直接關系。在管樁生產中,吊運作業中存在的安全隱患很大,也是行業中最需要解決問題的主要切入口。若能解決管樁生產中的安全吊運作業,將大大降低安全事故的發生頻率。

        日本、韓國管樁廠起重吊車多為自動吊運,如鋼筋籠八個吊點自動吊具保證籠不變形、不脫焊,上模釆用自動鎖定自動松開吊具,鋼模釆用氣動機械臂形式整體移動吊運,管樁脫模及吊運,采用真空吸盤吊具。一般采用地面有線或遙控操控方式或幾臺起重吊車由一人在中控室操控,安全性高、工傷事故極少,非常輕松高效,充分貫徹以人為本的管理理念,值得我們借鑒學習。

        國內已有多家起重機械廠家成功研制了管樁廠專用自動吊鉤,有些管樁廠已經投入使用,效果不錯,安全實用。釆用這些自動吊鉤,可大大減少安全事故的發生,特別是蒸養池內掛鉤不但危險而且溫度高,夏天員工中暑虛脫現象時有發生。對于循環工藝,離心蒸養跨車間起吊采用自動吊鉤夾抓鋼模跑輪,布料裝籠跨車間起吊也可以采用自動吊鉤夾吊鋼模合縫邊板,吊車工一人即可完成起吊過程,省去人員掛鉤,減少人力,提髙了效率。

        六、余漿回收利用

        管樁離心產生大量余漿,早期的余漿基本是安排專人拉運出去直接傾倒外排了,對河流水源與土壤環境產生了一定的污染。后來有些管樁廠利用余漿生產水泥磚,但用量不大。2000年以后較多廠家開始研究回收直接利用余漿生產管樁,在工藝技術上基本沒有問題,但由于設備裝置不夠成熟,經常發生管道及泵送系統、計量系統堵塞和磨損,時斷時續、無法保證連續生產,有時帶來的麻煩更多,加之余漿濃度不穩定導致混凝土質量波動,使用效果不理想而放棄。

        通過多年的實踐和探索,目前已經開發出余漿利用成套自動系統裝置,相比過去簡單裝置已是成熟和完善了很多,可以保證連續生產不堵塞,質量也穩定可靠,實際使用效果好,安全經濟,減少了余漿處理的麻煩。余漿回收利用還改善混凝土和易性,節省水泥和摻合料,減少環境污染,既環保又經濟。

        七、鋼筋加工自動化

        管樁鋼筋籠加工生產雖然機械化程度高,但自動化程度低,還是屬于勞動密集型。一條線配置1?2臺切筋機、2?4臺鐓頭機、2?3臺滾焊機、操作人員7?10人,隨著生產線設計產量幾乎10倍的提高,鋼筋加工設備沒有增加、人員沒有增加、勞動強度顯著提高、安全隱患也隨之增加,質量難以保證,已經成為制約管樁生產自動化程度提高的一個瓶頸。開發應用鋼筋籠自動化成套加工設備還有很大潛力,是管樁行業發展的一個必然方向。日本韓國鋼筋籠加工僅需1?2人即可完成全部生產,切筋誤差、鐓頭質量、環筋間距、焊點質量可以采用微電腦控制,效果大大改善。

        現在自動切斷鐓頭一體機與滾焊機在國內的使用已非常普遍,人員可減少一半。其自動化程度有很大進步,技術水平接近國外設備。下一步重點研究的是國內PC鋼棒材質的穩定控制和自動鐓頭聯動設備與滾焊機的結合,以實現切筋、鐓頭及滾焊全自動流水作業,無需人工直接操作。

        八、免蒸壓技術

        管樁蒸壓養護工藝,投資大,能源消耗大,工序時間長,安全隱患大。一條生產線配置3?4臺蒸壓釜,加上一臺10?15t燃煤鏈條鍋爐及其配套設施設備,設備和土建安裝費600?700萬元,占到管樁生產線投資的20%以上;日常生產能源消耗成本需4?7元/米,占管樁生產能源消耗的50?60%。大量燃煤還產生排放物污染環境,不符合國家節能減排的政策。蒸壓養護工序耗時8?10h,制約生產效率提高。安全方面由于蒸壓釜蒸汽養護溫度約180℃、壓力1MPa屬高溫高壓容器,國內好幾個管樁廠曾經發生過蒸壓釜爆炸事故,造成群死群傷的嚴重傷亡和數以千萬計的財產損失。上海有家管樁廠因蒸壓釜爆炸釜門直接飛出撞擊城市輕軌混凝土梁柱、導致其嚴重損毀,幸好是凌晨時分輕軌還沒有運營,否則后果不堪設想。蒸壓養護工藝雖然提高了管樁混凝土強度,但對混凝土的抗裂、抗凍及耐久性能有不同程度的破壞。因此管樁生產如果能夠取消使用蒸壓釜,釆用免蒸壓工藝大幅度降低固定投資,減少用地面積,節約能源,減少污染,消除潛在安全隱患,提髙管樁的耐久性,是行業發展的重大創新,利國利民。

        目前已經有不少廠家在做免蒸壓管樁的研制工作,考慮的方法有三種:摻加高性能的礦物摻合料;使用新一代聚羧酸外加劑:研制應用免蒸壓專用水泥。釆用常壓低溫蒸養(由原來的80℃?85℃降為60℃?70℃),期望管樁混凝土能在3?7d內達到C80出廠。通過實驗研究結果初步測算蒸壓與免蒸壓管樁的制造成本幾乎可以相當,但是這些方法對原材料質量比較敏感,大規模應用于實際生產還需繼續深入研究。

        九、結束語

        總之管樁行業在如何改善安全生產、降低勞動強度、減少用工方面的空間廣闊、潛力巨大。在管樁廠建設時應該充分考察調研,根據各自的實際情況細致周密分析論證,合理規劃設計工藝流程和設備選型,在企業發展過程中應不斷進行技術改造、技術創新,持續進步,希望能實現管樁企業蓬勃發展,行業長興不衰。